水温对反渗透设备运行的影响及对应方法

反渗透是20世纪后期迅速发展起来的膜法水处理技术，它是将苦咸水处理、海水淡化，工业水制取除盐水、纯水、高纯水等制备的有效方法之一。反渗透核心技术是反渗透膜，反渗透膜是一种用特殊材料和加工方法制成的、具有半透性能的薄膜。反渗透膜能够在外加压力的作用下使水溶液中的某些组分选择性透过，从而达到水体淡化、净化的目的 。

 

一、反渗透水处理工艺流程简介

某化工厂一期工程以桐梓本地的高硫无烟煤为原料，采用GE水煤浆加压气化技术制取合成气，用于生产液氨、甲醇，其中液氨通过深加工生产尿素。配套的除盐水装置设计产水量为850m³/h，主要供给热电锅炉用于生产高压蒸汽，同时负责提供全厂锅炉补水和部分设备的冲洗及密封用水。

 

除盐水装置补水主要有两部分，一路是来自于原水净化工段的新鲜生水；另一路是回收的工艺冷凝液、蒸汽冷凝液和透平冷凝液。其中补充的新鲜生水采用多介质超滤→一、二级反渗透→阴、阳床→混床的处理工艺，处理能力为420m³/h。

工艺冷凝液处理系统为独立系统，处理合格的工艺冷凝液除盐水单独外送。其工艺流程为：来自尿素车间的工艺冷凝液→板式换热器→工艺冷凝液水箱→工艺冷凝液给水泵→活性炭过滤器→除铁过滤器→工艺冷凝液中间水箱→工艺冷凝液中间水泵→精制阳床→精制混床→工艺冷凝液除盐水箱→工艺冷凝液除盐水泵→除氧水箱。 

透平冷凝液送至除盐水站，经循环水换热降温后与蒸汽冷凝液汇合进入蒸汽透平冷凝液水箱，再经泵送至除铁器后进入混床处理，得到的合格脱盐水送脱盐水箱。

 

二、反渗透设备出现的问题

原水取自水库，受季节影响，进水温度变化较大。在冬季，由于气温降低，除盐水站补水水温降至 5～9℃，一级反渗透的总产水量由额定420m³/h降至280m³/h左右。

 

反渗透设备产水量的降低严重影响了后续设备的运行，甚至出现降低生产负荷来维持设备水平衡的尴尬局面。反渗透膜产水电导对进水水温的变化十分敏感，随着水温的增加，产水量也随之增加，进水水温每升高1℃，产水量就增加2.5％～3.0％，反渗透膜脱盐率也稍有下降。

 

三、反渗透设备问题原因分析

出现上述问题的原因，一方面是随着水温的增加，透过膜的水分子粘度下降、扩散性能增强，另一方面膜孔隙受热胀冷缩影响，造成盐分透过膜的扩散速度会因温度的提高而加快。进水温度低还会造成反渗透膜组件压力升高，部分蝶阀管件出现内漏，吨产水电耗增大，停运养护困难等诸多问题。因此，冬季反渗透进水温度低已成为急待解决的问题。

 

四、解决水温对反渗透设备运行的影响方法

改造方法：蒸汽冷凝液采用板式换热器外加循环水进行冷却，设计冷却水量 qv1=350m 3 /h，T 1 =60℃，T 2 ≤45℃，换热面积 110m 2 ，设计压力1.0MPa，换热片材质 304。为保证除盐水的正常供水，将除盐水站补水管用 DN200 的碳钢管引至板式换热器，利用蒸汽冷凝液进行换热，提高除盐水站补水温度。

 

反渗透设备实际运行过程中，蒸汽冷凝液流量在200～350m³/h 之间；工艺补水在 200～450m³/h之间；当冬季工艺补水温度降至5～9℃时，由于蒸汽冷凝液进入板式换热器温度基本稳定在50～60℃，经板式换热器换热后出口温度降至30～35℃，工艺补水出水温度升至25～30℃。经过除盐水系统进一级反渗透之前温度稳定在20～25℃之间，完全满足反渗透设备正常运行时进水温度要求。

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